Halvadderkrets och dess konstruktion

Datorn använder binära siffror 0 och 1. En adderkrets använder dessa binära tal och beräknar tillägget. En binär adderarkrets kan göras med EX-OR- och AND- grindar. Summationsutgången ger två element, det första är SUM och det andra är Carry Out.

När vi använder aritmetisk summeringsprocess i vår bas 10-matematik, som att lägga till två siffror

Vi lägger till varje kolumn från höger till vänster och om tillägget är större än eller lika med 10 använder vi bär. I den första tillägget är 6 + 4 10. Vi skrev 0 och bär 1 till nästa kolumn. Så, varje värde har ett viktat värde baserat på dess kolumnposition.

Vid tillägg av binärt tal är processen densamma. Istället för de två dejenumren används här binära tal. I binär får vi bara två nummer antingen 1 eller 0. Dessa två siffror kan representera SUM eller CARRY eller båda. Som i binärt tal är 1 den största siffran, vi producerar bara bär när tillägget är lika med eller större än 1 + 1 och på grund av detta kommer bärbit att skickas över nästa kolumn för tillägg.

Huvudsakligen finns det två typer av Adder: Half Adder och Full Adder. I halv adderare kan vi lägga till 2-bitars binära tal men vi kan inte lägga till bära bit i halv adderare tillsammans med de två binära siffrorna. Men i Full Adder Circuit kan vi lägga till carry in bit tillsammans med de två binära siffrorna. Vi kan också lägga till binära tal med flera bitar genom att kaskadera hela adderingskretsarna. I denna handledning kommer vi att fokusera på Half Adder-kretsen och i nästa Tutorial kommer vi att täcka Full adder-krets. Vi använder också några IC: er för att praktiskt demonstrera Half Adder-kretsen.

Half Adder Circuit:

Nedan visas blockschemat för en halvadder, som bara kräver två ingångar och ger två utgångar.

Låt oss se eventuellt binärt tillägg av två bitar,

1 st Bit eller Siffra	2: a bit eller siffra	Summan av det totala <	Bära
0	0	0	0
1	0	1	0
0	1	1	0
1	1	0	1

Den första siffran, vi kan beteckna som A och den andra siffran som vi kan beteckna som B, läggs till tillsammans och vi kan se summeringsresultat och bärbit. I de första tre raderna 0 + 0, 0 + 1 eller 1+ 0 är tillägget 0 eller 1 men det finns ingen bärbit, men i den sista raden lade vi till 1 + 1 och det ger en bärbit på 1 tillsammans med resultat 0.

Så om vi ser driften av en adderkrets behöver vi bara två ingångar och den kommer att ge två utgångar, en är additionsresultat, betecknad som SUM och den andra är CARRY OUT- bit.

Konstruktion av Half Adder Circuit:

Vi har sett blockdiagrammet för Half Adder-kretsen ovan med två ingångar A, B och två utgångar - Sum, Carry Out. Vi kan göra den här kretsen med två grundläggande grindar

1. 2-ingång Exclusive-OR Gate eller Ex-OR Gate
2. 2-ingång OCH Gate.

2-ingång Exclusive-OR Gate eller Ex-OR Gate

Ex-OR-grinden används för att producera SUM- biten och AND- grinden producerar bärbiten av samma ingång A och B.

Detta är symbolen för två ingångar EX-ELLER- grind. A och B är den två binära ingången och SUMOUT är den slutliga utgången efter att ha lagt till två siffror.

Sanningstabellen för EX-OR gate är -

Ingång A	Ingång B	SUM OUT
0	0	0
0	1	1
1	0	1
1	1	0

I ovanstående tabell kan vi se den totala summan av EX-ELLER-grinden. När någon av bitarna A och B är 1 blir grindens utgång 1. I de två andra fallen när båda ingångarna är 0 eller 1 ger Ex-ELLER-grinden 0 utgångar. Läs mer om EX-ELLER-grind här.

2-ingång OCH Gate:

X-ELLER-grinden tillhandahåller bara summan och kan inte ge bärbit på 1 + 1, vi behöver en annan grind för Carry. OCH- grinden passar perfekt i denna applikation.

Detta är grundkretsen för två ingångar OCH- grind. Samma som EX-ELLER- grinden har två ingångar. Om vi ​​tillhandahåller A- och B- bitar i ingången kommer det att ge en utgång.

Utgången beror på OCH-grindens sanningstabell -

Ingång A	Ingång B	Bärutgång
0	0	0
0	1	0
1	0	0
1	1	1

I ovanstående visas sanningstabellen för AND gate där den bara producerar utgången när båda ingångarna är 1, annars ger den inte en utgång om båda ingångarna är 0 eller någon av ingångarna är 1. Läs mer om AND gate här.

Halvadder logisk krets:

Så den halva adderns logiska krets kan göras genom att kombinera dessa två portar och tillhandahålla samma ingång i båda portarna.

Detta är konstruktionen av Half-Adder-kretsen, eftersom vi kan se två grindar kombineras och samma ingång A och B tillhandahålls i båda grindarna och vi får SUM-utgången över EX-OR-grinden och Carry Out-biten över OCH-grinden.

Det booleska uttrycket för Half Adder-kretsen är-

SUM = A XOR B (A + B) CARRY = A OCH B (AB)

Sanningstabellen för Half-Adder-kretsen är som följer-

Ingång A	Ingång B	SUMMA (XOR ut)	BRA (OCH ut)
0	0	0	0
1	0	1	0
0	1	1	0
1	1	0	1

Praktisk demonstration av Half Adder Circuit:

Vi kan göra kretsen i realiteten på breadboard för att förstå den tydligt. För detta använde vi två allmänt använda XOR- och AND- chip från 74- serien 74LS86 och 74LS08.

Båda är IC-portar. 74LS86 har fyra XOR-grindar inuti chipet och 74LS08 har fyra AND-grindar inuti den. Dessa två IC: er finns allmänt tillgängliga och vi kommer att göra Half-Adder-krets med dessa två.

Nedan följer stiftdiagrammet för båda IC: erna:

Kretsschema för att använda dessa två IC: er som en halvaddarkrets-

Vi konstruerade kretsen i breadboard och observerade utdata.

I ovanstående kretsschema en av XOR-grinden från 74LS86 används och också en av de OCH-grinden från 74LS08 används . Stift 1 och 2 i 74LS86 är ingången till grinden och stift 3 är utgången på grinden, på andra sidan är stift 1 och 2 i 74LS08 ingången till AND-grinden och stift 3 är utgången på grinden. Stift nr 7 på båda IC: erna är anslutna till GND och 14: ^e stiftet på båda IC: erna är anslutna till VCC. I vårt fall VCC är 5V. Vi lade till två lysdioder för att identifiera utdata. När utgången är 1 lyser lysdioden.

Vi lade till DIP-omkopplare i kretsen för att ge ingång på grindarna, för bit 1 tillhandahåller vi 5V som ingång och för 0 tillhandahåller vi GND genom 4,7 k motstånd. 4,7 k motstånd används för att ge 0 ingångar när omkopplaren är i av-tillstånd.

Demonstrationsvideo ges nedan.

Half Adder-krets används för bitaddition och logiska utdata relaterade operationer i datorer. Det har också en stor nackdel att vi inte kan tillhandahålla bärbit i kretsen med A- och B-ingång. På grund av denna begränsning är hela adderarkretsen konstruerad.